基于数字图像处理技术压实黄土微观结构研究

土的物理力学性质的差异或变化取决于土的微观结构.路基强度与变形的破坏其根本原因是出于土内部结构的复杂性,当代土力学的发展要求定量表示出土的结构性.深入细致地分析了微结构分析方法,并以压实黄土为例,定性和定量分析了不同压实度下黄土的微结构特性.研究结果表明:扫描电镜和数字图像处理技术是实现路基材料内部组成结构快速、客观分析的有效技术手段;随着压实度的提高,黄土由原来天然状态的粒状、架空、接触结构,逐渐改变为粒状、镶嵌、接触一胶结结构;大、中孔隙的含量越来越少,微、小孔隙的含量越来越多,不管压实功有多大、压实度有多高,孔隙总是存在的,只是孔隙的比例不同而已.     

几种高速受电弓/接触网系统性能的比较

为探讨高速受电弓与接触网之间的相互作用,选取DSA250和DSA380高速受电弓与不同速度等级的2种简单链型悬挂和2种弹性链型悬挂接触网系统相匹配,采用有限元法,建立了三维接触网模型和质量．阻尼-刚度受电弓模型．根据受电弓／接触网系统的相关系列标准,考虑受流质量和运行安全性,对不同系统的弓网动态性能进行了评价和比较．研究表明：在200—250km／h速度区间,适合采用设有预弛度的简单链型悬挂接触网,也可考虑采用弹性链型悬挂方式;300km／h以上时,宜采用不设预弛度的弹性链型悬挂．     

压实黄土湿陷变形影响因素分析

由于黄土特殊的工程性质和内部结构的复杂性,黄土地区公路出现了一些湿陷破坏事故,严重影响了公路的经济效益和社会效益的发挥.该文采用双线法分析了原状黄土和重塑黄土的湿陷性,并对压实黄土湿陷变形的影响因素进行了讨论.结果表明,在低压力下,重塑黄土的湿陷性比原状黄土大,在高压力下,两者的湿陷性相差不大.压实度、含水量和龄期对压实黄土的湿陷性影响较大,应重视路基下部的压实.     

路面裂缝自动识别的图像增强技术

该文介绍了基于图像处理的裂缝自动识别系统的工作流程和基本功能组成,分析研究路面裂缝图像的退化模型,阐明了影响路面图像的因素以及路面裂缝图像信号构成随机性大、背景与目标对象复杂的特点及实现自动识别的难点;说明了图像维纳滤波的原理和计算过程以及利用维纳滤波进行路面裂缝图像增强的方法,并针对具有代表性的图像进行了实例应用分析.     

路面裂缝无损检测图像采集系统设计

针对路面裂缝无损检测要求,设计了基于单片机、GPS和线阵摄像机的路面图像采集系统。解决了单片机对线阵摄像机外触发信号的控制问题,完成了对动态图像进行高速实时的拍摄控制的要求。同时设计了基于VC＋＋和MIL软件的图像采集软件系统。包括采集参数设置,路面动态图像实时显示,GPS信号的接收和数据库信息存储。系统实现了对路面裂缝图像的动态拍摄并将其保存在计算机硬盘里,为后续图像处理提供可靠数据。试验结果表明,系统能够有效地对路面图像信息进行实时采集,并对海量信息进行存储,获得了良好的动态图像抓拍效果。     

基于卷积神经网络的路表病害识别与测量

为进一步提高利用二维图像统计路面病害的精度与效率,将卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）技术引入了基于图像分析的路面病害识别与测量。首先,将原始图像进行等尺寸分割作为CNN的训练样本。其次,经结构设计、前反馈算法训练及样本测试3个步骤后,建立病害识别模型（CNN1）。用训练完成的CNN1对所有图像进行病害类型识别并将输出结果作为裂缝特征提取模型（CNN2）和坑槽特征提取模型（CNN3）的训练样本。采用相同步骤建立裂缝特征提取和坑槽特征提取模型,完成训练后,运行CNN2,CNN3对路面裂缝与坑槽图像进行特征提取。最后,分析图像分辨率对3个CNN识别和特征提取精度以及效率的影响。结果表明：CNN1可以准确识别多种病害,CNN2的裂缝长度提取的平均误差为4.27%,宽度提取的平均误差为9.37%,裂缝病害严重等级判断准确率为98.99%;CNN3的单张图像中的坑槽个数测量无误差,单个坑槽面积的平均误差为13.43%,坑槽病害等级判定准确率为95.32%,可见CNN具有较高的测量精度;CNN1在使用CPU的情况下测试完成原始图像平均用时为704 ms·幅^-1,CNN2用时为5 376 ms·幅^-1,采用图形处理器加速后CNN1用时为192 ms·幅^-1,CNN2测试平均用时为1 024 ms·幅^-1,可见CNN在图形处理器加速下效率具有显著优势,相比其他方法,在图像分辨率高于70像素时,CNN对路面裂缝与坑槽的识别与测量具有运算高效、结果精准等优势。     

水对沥青混合料疲劳性能影响的试验模拟研究

研究水对沥青混合料疲劳性能的影响,初步分析水使混合料抗疲劳性能下降的力学机理。本研究采用试验模拟的方法,采用4种级配沥青混合料,对试件设计了两种水处理条件,与未经水处理试件的疲劳试验结果进行对比,并运用统计分析方法对试验数据进行处理。与未经水处理试件相比,经两种水处理条件处理后试件的疲劳寿命均缩短。水使沥青混合料力学性能发生改变而使其疲劳寿命缩短,初步分析水使沥青混合料力学性能发生改变而使其疲劳寿命缩短的原因可能与水的作用使沥青混合料劲度模量指标减小有关。     

酸雨腐蚀沥青混合料中矿料的化学机理分析

利用化学反应推导方法探讨酸雨对沥青路面的化学破坏作用,得出了沥青路面中的矿料与酸雨中的酸性物质硫酸和硝酸等发生化学反应的方程式,发现酸雨中的酸性物质与沥青混合料中的酸性和碱性矿料反应都会生成可溶于水的盐类,由此推论酸雨腐蚀对沥青路面早期水损害具有明显的促进作用。     

矿渣粉稳定黄土强度试验及机理分析

针对公路工程石灰稳定黄土早期强度低、耐久性能差及水泥稳定土成本高、施工质量控制难等问题,利用矿渣粉,并掺加激发剂和粉煤灰,综合稳定黄土。按照无机结合料稳定土试验,进行了矿渣粉、石灰和水泥稳定黄土无侧限抗压强度试验,并进行比较。结果表明:同等稳定材料掺量条件下,矿渣粉稳定黄土7 d抗压强度要明显高于石灰稳定黄土,与水泥稳定黄土同期抗压强度相当,而矿渣粉稳定黄土性能价格比最高。分析了矿渣粉稳定黄土机理,认为矿渣粉在激发剂和粉煤灰共同作用下,活性得到充分发挥,产生复合胶凝效应和填充增强效应,提高了土体的7 d抗压强度,并提出矿渣粉稳定黄土机理框图。     

商开高速公路粉性土路基填筑技术研究

粉性土是一种较难压实的土，试验证明恰当地使用振动压路机，合理地控制含水量可以使其达到规定的压实度。冲击碾对本次试验段粉性土的压实效果不明显。粉性土路基表层铺设低剂量的水泥土补强层可以使土基模量有所提高，并使粉性土路基表面的模量及弯沉检测得以实现。